面向DC的新型城域網建設及局房需求分析

朱軍峰 鄧大沖

中國電信股份有限公司南京分公司

0 引言

網絡DC布局的目標是以網絡云化演進目標架構為指引，統籌未來網絡NFV和專用設備的分層設置、數量規模及集約管控等對網絡DC承載要求，各本地網需要對未來網絡DC的層級設置、目標局址等進行系統設計，做好網絡DC中長期布局規劃，和現有機房資源匹配分析，并在對機房資源充分調研和評估基礎上，做好地理位置、物理條件、擴展性強的優質機房資源儲備。

1 規劃思路及原則

未來網絡DC，將主要通過現有網絡機房CO升級，按需有序推進機房基礎設施DC化改造演變為網絡DC，為未來網絡重構演進提供統一云化的虛擬資源池、可抽象的物理資源和專用高性能硬件資源的統一承載。不同DC界定的關系如圖1所示。

圖1 不同DC界定的關系說明

在可預見性的SDN/NFV/云計算技術趨勢下，重點研究寬帶和移動網絡云化演進對網絡DC機房的承載和部署驅動要求，基于現網機房資源基礎條件和評估統籌，完成省市公司網絡DC目標布局和資源儲備中長期規劃，并根據不同時期專用設備和虛擬網元部署承載實際需求，按需有序推進網絡DC機房基礎設施DC化改造建設。規劃思路如圖2所示。

圖2 CORD規劃思路說明

2 承載網現狀

2.1 數據網現狀

近年來，南京數據網的規劃與建設一直圍繞“2+12+66”展開（2個核心DC，12個邊緣DC，66個匯聚點），以核心DC、邊緣DC和綜合接入區進行布局。

2.2 OTN現狀

近年來，OTN網絡已圍繞“2+12+66”建設了100G一平面和二平面。

100G一平面在已覆蓋業務控制層局點的基礎上，按照CTNet 2025架構已建設完成鼓樓/游府西街雙核心至12個邊緣DC以及61個DCSW匯聚局點至12個邊緣DC的網絡。

100G二平面在已覆蓋業務控制層局點的基礎上，按照CTNet 2025架構已建設完成鼓樓/游府西街雙核心至12個邊緣DC以及59個DCSW匯聚局點至12個邊緣DC的網絡。

鼓樓/游府西街雙核心之間采用OLP保護、成對的邊緣DC局點之間采用OLP保護的方式，邊緣DC局點至DCSW局點之間、DCSW環網之間采用ROADM的保護方式。

2.3 光纜網現狀

本地中繼光纜網圍繞“2+12+66”網絡布局，形成核心層、區域匯聚層、接入匯聚層三層架構。如圖3所示。

圖3 本地光纜網結構圖

3 新型城域網建設方案

3.1 網絡架構

3.1.1 POD的選擇

南京既可以采用單POD組網，也可以采用多POD組網。

單POD組網時，覆蓋全市近900萬人口，其中寬帶用戶超過四分之一，移動用戶接近二分之一。

多POD組網時，考慮南京的光纜網架構和地理位置結構，較好的一種方式為3個POD組網。多POD組網時，南京劃分為3個POD區域。

從網絡規劃協同、網絡可靠性、網絡建設難度、與周邊系統的連接等多方面比較單POD與多POD的區別，如表1所示。

表1 單POD與多POD組網方案比較

從表中比較可以看出，單個POD除可靠性比多POD相比稍顯不足外，其他方面均比多POD有一定優勢。再綜合考慮到單POD無需分裂時，網絡平滑演進過程中避免了路由、ACL等調整工作，因此新型城域網建設擬采用單POD組網。

3.1.2 二層/三層架構的選擇

（1）二層架構：Spine-Leaf架構，該架構是基于現有的STN架構進行演進，網絡架構如圖4所示。

圖4 二層架構組網圖

該種架構下，STN-B充當Leaf角色，STN-ER充當Spine角色，與目前的STN架構相同。

部署位置：按照STN現狀，Leaf部署在匯聚局點，Spine部署在核心DC。Spine-Leaf架構則通過100G OTN實現匯聚機房直連核心DC，邊緣DC位置被弱化，或者說將匯聚局點從綜合接入區剝離成為新的邊緣DC，邊緣DC局點數量需擴容。

承載業務：Leaf實現固移融合承載。固網采用OLTDCSW-Leaf-Spine-vBRAS-U路徑進行承載，移動業務承載方式基本保持不變，但數據層面需要重新調整（SRv6隧道調整、EVPN規劃和FLexE調整，可能影響現有5G業務）。

CT云資源池部署：優先選擇部署在核心DC，對時延要求高的下沉至匯聚局點。其中vBRAS-U轉發池由于無法部署在核心DC（容量太大，對設備要求高導致無設備可以滿足需求），只能下沉部署。可以部署在所有匯聚局點（最小化2+1部署），或者部分匯聚局點（兩兩成對，vBRAS-U部署在一邊，雙掛2個局點Leaf，但目前的STN架構要調整）。

（2）三層架構：采用Spine-Leaf-B架構，如圖5所示。

圖5 三層架構組網圖

部署位置：Spine部署在核心DC，Leaf部署邊緣DC，B設備部署在66個匯聚局點。與目前的DC規劃相同。

承載業務：Leaf實現固移融合承載。固網采用OLTDCSW-Leaf-Spine-vBRAS-U路徑進行承載，移動業務采用A-B-Leaf-Spine-省級ER-5GC方式承載。

CT云資源池部署：可選擇部署在核心DC和邊緣DC，其中vBRAS-U轉發池部署在邊緣DC，成對部署。其他云資源池可靈活選擇部署位置。

（3）兩種方式的對比

兩種架構方式的對比如表2所示。

表2 二層/三層架構分析比較

項目 兩層架構 三層架構未來CT云下沉風險 最高可下沉至66個匯聚點，也可下沉至綜合接入區。最高可下沉至12個邊緣DC，也可根據需求下沉至匯聚局點或者綜合接入區。資源利用率 UP池利用率低，Leaf上行100G OTN利用率低。利用率較高維護便利性 減少1跳，少一個故障點；STN-B上業務復雜，功能較多無法分擔，維護難度較大。多一個故障點，但STN-B與Leaf分設，可分擔功能壓力，在當前的維護模式下，有利于維護界面劃分。對現網業務的影響 需對現網STN-B進行改造，影響已經開通的5G業務。先搭建Spine-Leaf，STN-B和DCSW按需割接，且STN-B上數據配置可以不變，減少割接影響。建設難度和投資建設是對現有的STN網絡的改造，建設難度和割接難度大；Leaf下沉較底層，Leaf到Spine距離較長對OTN依賴嚴重，投資較大。建設是新建Spine-Leaf，對現網業務無影響。采用核心DC-邊緣DC-匯聚交換機，中間增加一層使得大部分鏈路可以裸纖直連，減少了OTN投資。根據研究院測算，可節省55%左右的投資。

經建設維護充分協同，結合現有的光纜網和傳輸網架構，南京新型城域網建設擬采用3層架構。

3.2 具體建設方案

3.2.1 Spine節點設置

Spine節點擬部署在核心DC，初期每個核心DC部署1臺，下接Leaf設備，上聯城域網CR、省級ER、CDN以及ASBR。同時，在核心DC部署云網POP，其中vBRAS-C采用雙節點部署，用于實現冗余備份；vBRAS-U單節點部署，本身不承載業務，只是作為邊緣DC vBRAS-U的備份。同時，如有其他CT云下沉，將根據重要性選擇單節點部署還是多節點部署。

3.2.2 Leaf節點設置

Leaf節點全部部署在邊緣DC，初期每個邊緣DC部署1臺，后續隨著業務發展進行擴容。南京邊緣DC采用異局址成對部署，即12個邊緣DC，共6對Leaf。每對邊緣DC先部署一個UP池，后期隨著業務的發展再行擴容。

3.2.3 vBRAS-C部署

根據省公司要求，南京vBRAS-C部署在核心DC，且采用雙節點部署，在鼓樓主機樓和游府西街各部署一套。

3.2.4 vBRAS-U部署

由于寬帶用戶數較多，故vBRAS-U全部下沉至邊緣DC。其中：

（1）核心DC部署1套vBRAS-U用于6對邊緣DC的vBRAS-U的冗余，平常不承擔業務，只是在某一個UP池出現故障后，在運營系統的支撐下，將業務切換至核心DC的vBRAS-U池進行承載。

（2）邊緣DC的部署，初期針對一對邊緣DC，暫選擇一個條件較好的局點部署一個UP池，雙掛每個邊緣DC的Leaf設備。隨著新業務的發展，以及原有業務的割接，滾動擴容。

（3）UP池的部署采用積木式部署，即將vBRAS-U做成一個模塊，每個模塊覆蓋30萬寬帶用戶（并發21萬左右），當現有UP池利用率超過80%，則直接在另一個邊緣DC新建第二個承載30萬的UP池。當新的利用率超過80%，即滾動擴容第3個覆蓋30萬寬帶用戶的UP池。

3.2.5 新型城域網目標架構

綜上所述，最終南京新型城域網架構如圖6所示。

圖6 南京新型城域網架構圖

共建設2臺Spine，位于2個核心DC；12臺Leaf，位于12個邊緣DC；7個UP池，其中6個在邊緣DC，1個在核心DC用于冗余備份；2個vBRAS-C池，位于2個核心DC。

3.2.6 現網建議演進路線

建設完成后，現網的演進路線如下：

（1）2021年，搭建新型城域網，寬帶和移動的業務承載方式不變，仍由原有網絡承載。

（2）2022年-2023年：由于移動網割接對業務和數據影響最小，故移動先行，將具備條件的STN-B設備逐步向新型城域網割接；固定寬帶業務開始小規模向新型城域網割接，新建的vDCSW開始向Leaf割接。從2022年開始，限制DCSW交換機的擴容，小規模試點OLT直掛B。

（3）2024年-2025年：停止DCSW交換機的擴容，新建的OLT全部由B設備承載，同時DCSW交換機逐步退網，基本形成三層架構。

4 目標網架構下對通信局房的需求分析

4.1 各層次機房需求測算

4.1.1 核心DC

按照預估，2025年核心DC要預留70個600*1200機柜，采用刀片服務器，承重6-8KN/平方米；交流供電，單機架功耗10KW以上。

4.1.2 邊緣DC

2025年每邊緣DC建議預留37個600*1200機柜，采用刀片服務器，承重6-8KN/平方米；交流供電，單機架功耗6KW以上，建議單獨采用封閉冷通道、微模塊等方式解決電源及散熱問題。

4.1.3 匯聚層

匯聚交換機主要用于OLT的流量匯聚，按照覆蓋“4萬公眾用戶+1萬政企用戶”的規模，總轉發流量1953G。目前單臺DCSW的轉發性能為10T，故每個局點只需要1個機架即可，并預留1個機架位做冗余備份，合計需要2個機架位。

2025年每匯聚層建議預留2個600*1200機柜，承重5KN/平方米；交流供電，單機架功耗10KW以上。

4.1.4 接入層

以10GEPON為主，按照實際接入用戶數按需擴容。每個機架位可以安裝2臺10GEPON OLT設備，預計每個接入層機房需預留3-5個機架位。

2025年每匯聚層建議預留2個600*800機柜，承重5KN/平方米；交流供電，單機架功耗5KW以上。

4.2 局點分布和需求分析

為充分利用現網資源及保障網絡安全，設備搬遷和資源調配建設思路如下：

一平面：滿足高帶寬業務發展，針對DCSW的建設需求在100G平臺上進行萬兆端口的擴容；加快低容量平臺的退網和調配，其中20G平臺全部退網，40G平臺中，以資源調配為主，升級100G平臺為輔，解決局點40G/100G承載能力不匹配的問題，嚴格控制40G平臺的建設規模。

二平面：不再新建SR。若規劃期內無法滿足IPTV業務發展，采取新建RAN ER，將IPRAN割接至新RAN ER。既為IPTV業務發展提供了資源，也逐步實現IPRAN的專網承載。

城域網業務控制層以上采用傳輸承載；DCSW承載OLT數量超過30臺，上聯采用傳輸承載。

4.2.1 匯聚層

該網絡層次在目標架構中屬于轉發層面，部署大型的DCSW交換機，按照網絡規劃目標，支撐10GEPON端口能力占比達到EPON端口能力的23%，完成全區DCSW布局。本期規劃66個匯聚局點，其中12局點和邊緣DC同局址。

傳統89/93設備：停止擴容GE端口，通過資源調配的方式滿足偏遠農村、距離DCSW較遠局點的10GEPON OLT的上聯需求。

4.2.2 接入層

接入層局點預計共450個左右，其中每個局點預留3到5個機架位，每個機架位可以安裝2臺10GEPON OLT設備。接入層機房機柜承重5KN/平方米；交流供電，單機架功耗5KW以上，單機房共需要25KW電源。

5 結束語

在5G和云網融合的時代，2B業務由封閉的傳統ICT向融合云、網、邊、端、安的新型DICT演進，2H/2C客戶由傳統連接業務向新型云網端交互業務發展，這些新業務模式推動邊緣云在城域內布局，牽引城域網絡重構，支撐未來10-15年2B/2C/2H云網融合新業務生態建立。

南京電信后續將按照上述思路推進新型城域網建設，圍繞2+12+66的網絡DC化布局，部署Spine-Leaf網絡，引入轉控分離vBRAS新設備和SRv6/EVPN/FlexE新型承載技術，構建融合、智能、敏捷、簡潔、云化、安全的新一代城域基礎設施，支撐2B/2C/2H業務的發展。